0 绪论模拟电子技术

本文由sunky菲灵贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。模拟电子技术基础徐正红电工电子教学实验中心[e-mail]82668671-308-东一楼东256室东一楼东室上页下页后退模拟电子技术基础0绪言0.1什么是电子技术0.2本课程的性质,任务和重点内容本课程的性质,0.3本课程的特点和学习方法上页下页后退模拟电子技术基础00.1什么是电子技术绪言电子技术就是研究电子器件,电子技术就是研究电子器件,电子电路及其应用的科学技术.用的科学技术.1.电子器件.电子器件的发展上页下页后退模拟电子技术基础第一代电子器件电子管电真空器件离子管(1)电子管上页下页后退模拟电子技术基础电子管的结构和工作原理a.有密封的管壳,内部抽到高真空.有密封的管壳,内部抽到高真空.b.在热阴极电子管中,有一个阴极.在热阴极电子管中,有一个阴极.c.阴极可由灯丝加热,使温度升高,阴极可由灯丝加热,使温度升高,发射出电子.发射出电子.d.电子受外加电场和磁场的作用下,电子受外加电场和磁场的作用下,在真空中运动就形成了电子管中的电流.电流.上页下页后退模拟电子技术基础电子管的主要特点a.体积大,重量重,耗电大,寿命短.体积大,重量重,耗电大,寿命短.b.目前在一些大功率发射装置中使用.目前在一些大功率发射装置中使用.(2)离子管a.与电子管类似,也抽成高真空.与电子管类似,也抽成高真空.b.管子中的电流,除了电子外,也有正离子.管子中的电流除了电子电流,电子外也有正离子正离子.上页下页后退模拟电子技术基础第二代电子器件——晶体管晶体管第二代电子器件1948年贝尔实验室1948年贝尔实验室晶体管是用半导体材料制成的,也称为半导体器件晶体管是用半导体材料制成的,也称为半导体器件或者固体器件(semiconductordevice)或者固体器件或者固体器件(solidstatedevice)..上页下页后退模拟电子技术基础晶体管的发明人——巴丁巴丁晶体管的发明人巴丁,1908年生于美国,16岁上大学,喜欢物理.巴丁,1908年生于美国16岁上大学喜欢物理.年生于美国,岁上大学,巴丁早年与肖克利和布拉坦一起研究半导体硅和锗的物理性质时,偶然发现锗晶体的特殊的电流特性.物理性质时,偶然发现锗晶体的特殊的电流特性.他们通力合作于1947年发明了一种新的半导体器件——1947年发明了一种新的半导体器件们通力合作于1947年发明了一种新的半导体器件晶体管,取代了电子管.这一超过轰动了世界,晶体管,取代了电子管.这一超过轰动了世界,巴丁被称为电子技术革命的杰出代表.被称为电子技术革命的杰出代表.他们一起获得了1956年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖.1956年诺贝尔物理学奖.从事超导理论研究,与中年教师库柏,研究生施里弗从事超导理论研究,与中年教师库柏,建立了超导理论——BCS理论,三人于1972年获得诺贝BCS理论1972年获得诺贝建立了超导理论BCS理论,三人于1972Bardeen(1908-1991),),walterJohnBardeen(1908-1991),walterHouse尔物理学奖,成为老,青合作的典范.尔物理学奖,成为老,中,青合作的典范.Brattain(1902-1987)Shockley(1910Brattain(1902-1987)和WilliamShockley(19101989)1989)上页下页后退模拟电子技术基础晶体管的主要特点:晶体管的主要特点:a.体积小,重量轻.体积小,重量轻.b.寿命长,功耗低.寿命长,功耗低.c.受温度变化的影响较大.受温度变化的影响较大.d.过载能力较差.过载能力较差.e.加电压不能太高.加电压不能太高.上页下页后退模拟电子技术基础2.电子电路.电子器件与电阻器,电感器,电容器,变压器,电子器件与电阻器,电感器,电容器,变压器,开关等元件适当地连接起来所组成的电路.开关等元件适当地连接起来所组成的电路.电子电路的主要特点:电子电路的主要特点:控制方便,工作灵敏,响应速度快等.控制方便,工作灵敏,响应速度快等.上页下页后退模拟电子技术基础电子电路与普通电路的主要区别:电子电路与普通电路的主要区别:(1)电子电路包含有电子器件.)电子电路包含有电子器件.(2)电子器件的特性往往是非线性的.)电子器件的特性往往是非线性的.(3)电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析.)电子电路必须采用非线性电路的分析方法来分析.分立元件电路电子电路集成电路上页下页后退模拟电子技术基础分立电路—由各种单个的电子器件和元件构成的电路分立电路由各种单个的电子器件和元件构成的电路分立电路的主要特点:分立电路的主要特点:(1)把许多元件和器件焊接在印刷电路板上组成的.)把许多元件和器件焊接在印刷电路板上组成的.(2)焊点多,容易造成虚焊.)焊点多,容易造成虚焊.(3)体积大,功耗大,可靠性低.)体积大,功耗大,可靠性低.上页下页后退模拟电子技术基础集成电路(集成电路(IC—integratedcircuit))集成电路是把许多晶体管与电阻等元件制作在同一块硅晶片上的电路.一块硅晶片上的电路.集成电路的主要特点:集成电路的主要特点:(1)体积小,重量轻.)体积小,重量轻.(2)功耗小.)功耗小.(3)可靠性高.)可靠性高.(4)寿命长.)寿命长.上页下页后退模拟电子技术基础集成电路发展历程世界上第一块集成电路在1959年美国的德州仪器公年美国的德州仪器公世界上第一块集成电路在司和西屋电气公司诞生.司和西屋电气公司诞生.集成度:集成电路上只有四只晶体管.集成度:集成电路上只有四只晶体管.(1)小规模集成电路smallscaleintegration,简写为简写为SSI简写为集成度:一块芯片上集成有几十个元器件.集成度:一块芯片上集成有几十个元器件.上页下页后退模拟电子技术基础(2)中规模集成电路Mediumscaleintegration,简写为简写为MSI.简写为.集成度:一块芯片上集成有几百个元器件.集成度:一块芯片上集成有几百个元器件.(3)大规模集成电路largescaleintegration,简写为简写为LSI.简写为.集成度:一块芯片上集成有几千到几万个元器件.集成度:一块芯片上集成有几千到几万个元器件.上页下页后退模拟电子技术基础(4)超大规模集成电路verylargescaleintegration,简写为简写为VLSI..集成度:一块芯片上可集成有十万以上个元器件.集成度:一块芯片上可集成有十万以上个元器件.(5)目前的集成电路:)目前的集成电路:a.已经可以在一片硅片上集成几千万只,甚至上亿已经可以在一片硅片上集成几千万只,只晶体管.只晶体管.b.集成电路的性能(高速度和低功耗等)也迅速提高.集成电路的性能(高速度和低功耗等)也迅速提高.上页下页后退模拟电子技术基础c.集成电路仍在高速发展.集成度每2-4增加一倍.集成电路仍在高速发展.增加一倍.摩尔定律?摩尔定律?d.出现的系统级芯片(SOC—systemonchip).这是一种人类的这是一种人类的).出现的系统级芯片(1965年戈登摩尔在《电子学》月刊发文,1954年,平均一个年精神.精神.正是它早就认为集成电路元件数量会每18个月增加晶体管的成本是)的了硅谷.了硅谷.e.集成电路逐步向集成系统(integratedsystem)集成电路逐步向集成系统(一倍,这种速度将保持10年.当时集成5.52美元;2004年,美元;美元年方向发展.方向发展.电路只有50-60个晶体管.后来,摩尔将是一美元的十亿分这一速度修正为2-4年..之一.之一上页下页后退模拟电子技术基础日开发出世界最小IC芯片据新华社东京2日本日立制作所6日宣布,据新华社东京2月6日电日本日立制作所6日宣布,这家公司下属的中央研究所开发出了世界上最小,这家公司下属的中央研究所开发出了世界上最小,最薄的非接触型IC芯片,IC芯片最薄的非接触型IC芯片,并已成功确认了这种芯片的工作性能.的工作性能.该芯片长和宽分别为015毫米厚仅7毫米,微米.该芯片长和宽分别为0.15毫米,厚仅7.5微米.它通过外部天线接收245G赫兹的微波赫兹的微波,它通过外部天线接收2.45G赫兹的微波,将微波转换为能量,再以无线方式发送128比特的固有号码.128比特的固有号码换为能量,再以无线方式发送128比特的固有号码.该芯片具有尺寸小和厚度薄的特征,该芯片具有尺寸小和厚度薄的特征,有望广泛应用于有价证券,于有价证券,各种证明文件等与信息安全相关的纸质物品,并在交通,质物品,并在交通,跟踪和物流管理等领域发挥作用.《科技日报》06年2月7日记者钱铮科技日报》06年上页下页后退模拟电子技术基础3.电子技术应用.(1)通信系统)无线电通信(最早的应用领域)广播,电报,无线电通信(最早的应用领域)广播,电报,电视等有线载波通信,激光通信,光纤维通信等.有线载波通信,激光通信,光纤维通信等.手机发展史(2)控制)在自动化技术中,电子控制是后起之秀.在自动化技术中,电子控制是后起之秀.控制是后起之秀特点:快速,灵敏,精确等.特点:快速,灵敏,精确等.上页下页后退(3)测量方面的应用)电子测量技术和电子计量仪表的应用日益广泛.电子测量技术和电子计量仪表的应用日益广泛.(4)电力系统的应用)a.微机继电保护b.故障测距c.配变检测上页下页后退模拟电子技术基础(5)电子技术对计算机的发展二十世纪四十年代第一部数字电子计算机主要特点:二十世纪四十年代第一部数字电子计算机主要特点:a.有一万八千个电子管.有一万八千个电子管.b.功率功率130千瓦.千瓦.千瓦c.重量达三十吨重量达三十吨.c.重量达三十吨.d.占地约占地约150平方米.平方米.平方米e.运算速度每秒仅约运算速度每秒仅约5000次.次f.并且故障率高.并且故障率高.上页下页后退计算弹道的高手!30!!!1946年!年模拟电子技术基础1969年,英特尔公司为1969年日本计算机公司最新研发的141-PF发的Busicom141-PF计算机设计12块芯片.12块芯片计算机设计12块芯片.但英特尔公司的工程师泰德泰德-霍夫等人却根据日本公司的需求提出了另一套设计方案.于是另一套设计方案.诞生了历史上第一个微处理器--4004.--4004处理器--4004.上页下页后退模拟电子技术基础摩尔定律会一直有效吗?摩尔定律会一直有效吗?过去20年来,过去年来,人们一直在说它的年来末日为期不远,末日为期不远,但每项似乎不可能逾越的障碍都一一克服了.能逾越的障碍都一一克服了.科学界普遍认为摩尔定律不会永远有效,0.05微米或50纳米是现代半微米或50有效,0.05微米或50纳米是现代半导体工艺的极限,Intel的最新导体工艺的极限,而Intel的最新工艺是0.13微米,硅极限将在100.13微米10-工艺是0.13微米,硅极限将在10-15年内到达年内到达.15年内到达.上页下页后退模拟电子技术基础0.2本课程的性质,任务和重点内容本课程的性质,1.本课程的性质与任务.性质:是电子技术方面入门性质的技术基础课.性质:是电子技术方面入门性质的技术基础课.基础课技术基础课专业课任务:是使学生获得电子技术方面的基本理论基本理论,任务:是使学生获得电子技术方面的基本理论,基本知识和基本技能(简称三基本知识和基本技能(简称三基).三基:三基三基上页下页后退模拟电子技术基础基本理论:基本理论:主要是指电子电路的基本分析方法.主要是指电子电路的基本分析方法.基本知识:基本知识:是指基本的电子器件和电子电路的性能及其主要应用.是指基本的电子器件和电子电路的性能及其主要应用.基本技能:基本技能:是指电子测试技术,是指电子测试技术,电子电路的分析计算能力和识图能力.图能力.上页下页后退模拟电子技术基础2.课程内容的重点.本课程基本内容:本课程基